电子电路基础电阻介绍对电流流动产生阻碍作用的原件其单位为欧姆Ω表示导体对电流阻碍作用的大小计算公式为串联并联导体中的电流与导体两端的电压成正比与导体的电阻成反比欧姆定律应用限流为了不让电路中的电流过大而烧毁元器件接入电阻通过产生压降来降低电流。分压通过电阻分压获得匹配的电压大小。上拉/下拉当STM32的引脚没有接高电平或低电平时的引脚处于悬空此时引脚的电压由于电磁干扰、静电和噪声处于电压不确定的状态。因此接入上拉或下拉电阻将引脚的电平拉高或拉低保证引脚状态稳定。电容介绍储存电荷和电能的电子元件由两个相互靠近的导体组成中将夹一层不导电的绝缘物质充电时电容两端堆积电荷储存能量放电时两边释放电能给外部供电电容的单位为法拉F计算公式为串联并联;电容中的电荷量与电容两端的电压和电容大小都成正比容抗特性电容两端电压无法突变通交流隔直流通高频阻低频应用滤波通过信号降压放电升压充电来稳定电压去耦/旁路耦合本质为模块之间干扰互相影响比如当电流瞬间增大时会由于寄生电感产生压降电容通过放电稳定电压降低对其他模块的影响。由于电容阻抗在高频时越低电容并联在电路中高频噪声通过电容流向GND电感介绍阻碍电流变化的元件在电流瞬间增大时会产生感应电动势阻碍电流增大瞬间减小时会产生感应电动势阻碍电流减小电感单位为亨利L计算公式为串联并联特性电感两端电流无法突变通直流隔交流通低频阻高频应用滤波储能扼流二极管介绍通过两个特性不同的P形和N形半导体组成的电子器件不同类型的半导体会在内部形成PN结PN结中心会形成耗尽层阻止电场扩散因此二极管具有单向导电性加上正向电压时耗尽层变薄二极管导通加上反向电压时耗尽层变厚二极管截止。特性单向导电性应用整流控制电流方向防反接防止电源接反烧电路钳位控制电压阈值稳压工作在反向击穿区保证负载两端电压稳定三极管介绍具有放大功能和开关的半导体器件三极管的三个极分别为基极b用于激活晶体管、集电极c三极管的正极、发射极e三极管的负极特性小电流控制大电流输入特性曲线当Uce0时输入特性曲线类似PN结当Uce0时会产生集电极电流因此需要更大的Ube才能生成相同的基极电流输出特性曲线截止区Ube小于开启电压几乎没有电子进入三极管此时ib0ic≈0UceUcc饱和区发射结正偏集电极正偏ic随Uce增大而增大增加对电子的吸引力不再只进入基极放大区发射结正偏集电极反偏表现为ib对ic的控制作用绝大部分电子都被吸往集电极应用放大三级管工作在放大区基极电流控制集电极电流大小开关三级管工作在截止区和饱和区截止区类似于开路MOS管介绍是单极性晶体管只有一种载流子运动分为四种NEMOSN沟道增强型、NDMOSN沟道耗尽型、PEMOSP沟道增强型、PDMOSP沟道耗尽型MOS管有四个极衬底极U、源极S、栅极G、漏极D特性电压控制导通截止区Vgs小于开启电压无法形成导通沟道id≈0线性区Vgs大于开启电压形成导通沟道此时Vd增加Id线性增加类似电阻恒流区Vd增大导致Vgd小于开启电压漏极附近的沟道变窄虽然Vd对电子的吸引力增强也不会对电流有更大的提升应用开关开关工作在截止区和线性区截止区类似开路放大工作在恒流区栅极电压控制漏极电流大小原理图分析电源模块电源输入DP、DN为USB数据差分线CC用作充电协商表示耗电或和PD芯片连接进行电压电流协商5.1kΩ表示为耗电设备默认提供5V/3A电压修改电阻提供不同的电流10uF电容用作低频储能100nF用作高频去耦电源开关电阻丝提供过流保护电感和电容组成滤波电路抑制电源线上的高频噪声、纹波和尖峰干扰LDO5V转3.3VCMOS工作在线性区输出平稳低噪声提供模拟电路电源DC-DC5V转3.3V高速的开关控制输出输出噪声大EN使能管脚GND接地引脚IN电源输入引脚LX电感连接引脚电感用作储能是脉冲变为连续输出FB输出反馈引脚通过电阻控制输出电压STM32F103RET6VDD为数字电源VDDA模拟电源Vbat为备用电源,Vss接地开关断开时BOOT0处高电平合上处低电平内部提供8MHz高精度时钟也可外接4-16MHz的外部时钟用作运行时钟32.768kHz用作实时时钟RTC低电位时复位高电位正常工作提供JTAG和SWD调试两引脚复用通过JTAG的TMS引脚自动切换模式SWD协议为双向半双工SWDIO传输数据SWCLK同步时钟SWD可以控制NRST对其复位传感器灯光通过PA3控制三极管的导通控制灯泡的亮灭火焰火焰三极管有火焰时导通无火焰时截止光敏光敏电阻控制IN1的电平通过输出反馈于IN1-对比实现比较USB转串口温湿度上拉电阻保证总线空闲时为高电平心率WIFIGPIO原理GPIO代表通用输入/输出是一种用于与外部设备通信的通用接口。输入模式用来检查芯片外部IO引脚的状态TTL施密特触发器一种整形电路将输入信号整形为方波信号当输入电压高于正向阈值电压0.7*VDD输出为高电平当输入电压低于负向阈值电压0.3*VDD输出为低电平浮空输入为高阻态模式不设置上拉或下拉寄存器读取值为不确定的上拉输入通过上拉电阻引脚默认为高电平常用于检测外部信号为低电平下拉输入通过下拉电阻引脚默认为低电平常用于检测外部信号为高电平输出模式推挽输出根据P-MOS和N-MOS管的工作方式命名当输出寄存器为高电平输出控制为低电平P-MOS管导通N-MOS管截止对外输出高电平当输出寄存器为低电平输出控制为高电平当N-MOS管导通P-MOA管截止对外输出低电平开漏输出不论输入为高电平还是低电平P-MOS管总处于关闭状态当输出寄存器为低电平输出控制为高电平时N-MOS管导通输出为低电平当输出寄存器为高电平输出控制为低电平时N-MOS管截止引脚为高阻态开漏输出特点线与逻辑当所有连接设备都输出高电平时总线才会是高电平。如果任何一个设备输出低电平总线将被拉低ODR与BSRR寄存器的区别ODR读位操作写BSRR设置写模拟模式模拟输入直接输入到芯片内部的ADC控制器模拟输出芯片内部的DAC控制直接输出GPIO制作控制复用模式管脚不再由GPIO控制器控制而是由对应的外设控制器进行状态控制寄存器GPIO端口模式寄存器GPIO_MODERGPIO端口上拉/下拉寄存器GPIO_PUPDRGPIO端口输入数据寄存器GPIO_IDRGPIO端口输出类型寄存器GPIO_OTYPERGPIO端口输出数据寄存器GPIO_ODR)GPIO置位/复位寄存器GPIO_BSRR)GPIO复用功能低位寄存器GPIO_AFRL)GPIO复用功能高位寄存器GPIO_AFRH)Alternate function mappingGPIO映射HAL库接口typedef struct{uint32_t Pin;//配置引脚编号uint32_t Mode;//配置GPIO工作模式uint32_t Pull;//是否使用上拉下拉uint32_t Speed;//GPIO引脚电平反转速度uint32_t Alternate;//GPIO引脚复用模式}GPIO_InitTypedef;typedef enum{GPIO_PIN_RESET 0;//低电平GPIO_PIN_SET//高电平}GPIO_PinState;HAL_GPIO_InitHAL_GPIO_ReadPinHAL_GPIO_WritePinHAL_GPIO_TogglePinarg1GPIO组控制器基址GPIO组控制器基址GPIO组控制器基址GPIO组控制器基址arg2GPIO引脚模式配置GPIO组内引脚编号GPIO组内引脚GPIO引脚模式配置arg3要设置的状态
